Лекция № 29. Технология приготовления тампонажных составов.

Наиболее простым методом приготовле­ния сухих смесей является метод поочередной загрузки из меш­ков компонентов смеси в бункер цементосмесительной машины. Этот способ удобен тем, что его можно применять непосред­ственно на буровой. Для этого необходимо выполнять следую­щие условия.

1. Масса песка, глины и другого материала, применяемого в качестве добавки, в мешке должна соответствовать массе це­мента в мешке.

2. С целью более тщательного перемешивания компонентов необходима дополнительная перегрузка (перебункеровка) смеси. Например, для приготовления цементно-песчаной смеси с соотношением 3:1 в воронку цементосмесителыюй машины поочередно загружают три мешка цемента и один мешок песка. Для получения смеси с соотношением компонентов 4: 1 каждый мешок с песком засыпают в воронку после загрузки в нее че­тырех мешков цемента и т. д. Лопастями загрузочного шнека цемент в определенной мере смешивается с песком. Однако этого недостаточно. Для получения однородной смеси следует произвести дополнительную перегрузку в бункер другой цемен­тосмесительной машины.

Смесь из незатаренных материалов приготовляется с по­мощью трех цементосмесительных машин, не считая четвертой для перебункеровки. Этот способ заключается в следующем. В бункер одной цементосмесительной машины загружают це­мент, в бункер другой — песок или иной наполнитель. Из цемен­тосмесительных машин, наполненных песком и цементом, со­держимое бункеров разгружают в воронку загрузочного шнека третьей машины. При этом соотношение скоростей при вы­грузке должно соответствовать заданному соотношению компо­нентов в смеси. Загруженная в цементосмесительную машину смесь еще раз перегружается в следующую машину, предна­значенную для затворения смеси. Чтобы выдержать заданное соотношение компонентов в смеси, необходимо установить соответствующий режим работы цементосмесительных машин. Для определения этого режима используются следующие дан­ные:

- максимальная производительность погрузочного шнека ма­шины на IV передаче при частоте вращения двигателя 2000 об/мин равна 18 т/ч, или 300 кг/мин;

- максимальная производительность цементосмесительной ма­шины при выгрузке равна 90 т/ч, или 1500 кг/мин;

- передаточные отношения коробки перемены передач равны: I — 6,17; II — 3,4; III — 1,79; IV—1 (V передача, как правило, не используется);

- диапазон частот вращения двигателя при незначительной на­грузке допускается в пределах 500- 2000 об/мин;

- передаточное отношение трансмиссии цементосмесительной машины от двигателя до погрузочного шнека — 4,54; от двига­теля до дозирующих шнеков -9,05.

Используя данные, нетрудно определить режим цементосмесительных машин при приготовлении ТС с любым соотношением компонентов.

Для приготовления ТС из порошкообраз­ных и гранулярных сыпучих материалов применяются стацио­нарные установки (рис. 1).

Карьерный песок 1 автопогрузчи­ком 2 подается на вибросито 3 с ячейками 20—25 мм. Про­сеянный песок по ленточному транспортеру поступает во вращающийся барабан 4, где сушится газовым пламенем обычно при температуре 100—120°С. Из барабана просушен­ный песок подается ковшовым элеватором 5 на ленточный транспортер 6 и далее в емкость 7, установленную над бунке­рами 8. Емкость 7 имеет сетку с ячейками 1 —1,5 мм. Остаток на сите отводится по наклонному желобу. Емкость имеет три трубопровода, концы которых опускаются в загрузочные люки бункеров 8. На каждом трубопроводе установлены шиберные заслонки, открывая которые можно направлять песок в один из бункеров. Бункера предназначены для хранения и дозировки инертных материалов (песок и др.) в процессе приготовления сухих ТС.

Цемент поставляется на установку цементосмесительными машинами 2СМН-20. Для загрузки бункера, предназначенного для дозировки цемента в процессе приготовления ТС сухих, под выгрузочное устройство цементосмесительной машины подставляется шнековый погрузчик. Подающие шнеки бункеров приводятся во вращение от электродвигателей через коробки скоростей. Наличие коробок скоростей позволяет ме­нять частоту вращения шнеков, т. е. обеспечивает нужную до­зировку вяжущего вещества и наполнителя. Дозировка вяжу­щего вещества и наполнителя определяется выбранным соот­ношением (1:1,2:1 и т. д.).

Сухие ТС приготовляются в следующем по­рядке: инертный материал (наполнитель) из бункера подастся в приемную камеру передвижного шнекового погрузчика, уста­новленного на рельсах. Шнековый погрузчик подает материал в приемную камеру, укрепленную на высоте. В эту же камеру шнековым погрузчиком из бункера подается цемент. Из ка­меры цемент и песок забираются шнековым транспортером-сме­сителем, обеспечивающим смешение песка и цемента в процессе транспортирования от приемной камеры до окна выгрузки. Из шнека-смесителя смесь загружается в бункер цементосмеси­тельной машины, которая направляется непосредственно на производство тампонажных работ.

При смешении трех компонентов и более, например при при­готовлении цементно-песчано-бентонитовых растворов, сначала готовят двухкомпонент-ную смесь, а затем ее смешивают с оче­редной добавкой.

На основе применения дезинтеграторов в качестве помольно-смесительных устройств созданы высоко­эффективные передвижные установки для приготовления специальных ТЦ непосредственно на месте при­менения, допускающие не только дозирование и смешение, но и измельчение компонентов (совместное или раздельное) в соот­ветствии с требованиями к свойствам ТМ. Наиболее удачным оказался передвижной помольно-смесительный агрегат Д-6911, успешно эксплуатирующийся геологиче­скими организациями в Прикаспийской низменности.

Передвижной дезинтеграторный агрегат Д-6911 (рис. 2) с дизельным приводом на шасси грузового автомобиля КрАЗ-257 предназначен для смешивания, помола и активации тампонажных материалов.

Исходные материалы из контейнеров загружают в бункера через верхнее отверстие с помощью крана или с помощью за­грузочных шнеков, входящих в состав агрегата. В качестве за­грузочных шнеков используют частично переделанные и при­способленные к дезинтеграторному агрегату шнековые транс­портеры, пропускная способность которых 18 т/ч. Верхние части загрузочных шнеков смонтированы внутри бункеров. У нижних частей шнеков имеются специальные приемные бун­кера, в которые загружаются исходные материалы.

Приемные бункера загрузочных шнеков расположены так, что правый бункер заполняется шнеком с правой стороны, а левый — с левой. При приведении агрегата в транспортное положение нижние части шнеков поднимаются и помещаются на соответствующие опоры. Приемные бункера снимают и ставят к ограждению платформы. В нижней части бункеров приварены корпуса дозирующих шнеков, с помощью которых исходные материалы поднимаются из бункеров на ленточный транспортер.

Привод в действие и регулирование скорости потока мате­риала в дозирующих шнеках осуществляются с помощью элек­тродвигателей с магнитными усилителями типа ПМУ. Дози­рующие шнеки позволяют плавно регулировать количество ма­териалов, идущих на обработку в дезинтегратор, в пределах 2— 20 т/ч с точностью до 10 % по массе.

Ленточный транспортер служит для подачи дозируемого материала в дезинтегратор равномерным потоком и для уско­рения подачи материала.

Распределение материала на ленте сравнительно ровным слоем и прохождение его под магнитным сепаратором содействуют наиболее полному выделению из материалов металлических включений с помощью магнитного сепаратора.

Главный узел агрегата — дезинтегратор с редуктором. В дезинтеграторе происходят непосредственно помол и переме­шивание исходных материалов, которые поступают в него из бункера при помощи дозирующих шнеков и ленточного транс­портера. Дезинтегратор приводится в действие от дизельного двигателя с помощью редуктора, в корпусе которого, кроме шестерен редуктора, помещается система валов дезинтегра­тора.

Помольно-смесительный агрегат Д-6911 приспособлен к ра­боте в полевых условиях и может быть использован во всех слу­чаях, когда необходимо измельчить и смешать цементы, напол­нители, глинопорошки на месте их потребления. Он показал высокую эффективность в следующих случаях применения:

1) для приготовления многокомпонентных ТС (облегченные, утяжеленные, термостойкие, расширяю­щиеся) на базе ТПЦ исходной тон­кости и слежавшегося), ПЦ клинкера и таких добавок, как негашеная известь (комовая и кипелка), зола уноса ТЭЦ, керамзит, металлургические шлаки (отвальные, гранулированные), рыхлые породы осадочного происхождения (диатомит), глины, железные руды и барит, силикат, битум и др.;

2) для измельчения и приготовления смеси компонентов для БР (глинопорошки, мел, соль, химические реа­генты и др.);

3) для восстановления слежавшихся при хранении порошко­образных материалов (цемент, наполнители и др.), в результате обработки восстанавливается не только дисперсность, но и пер­воначальная химическая активность этих материалов.

Готовую продукцию засыпают в бумажные мешки, контей­неры КЦМ-5 или цементосмесительные машины.